天津大学无机化学第六章分子的结构与性质PPT课件
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天津大学无机化学课件第六章分子的结构与性质
σ键、π键、δ键
2012-9-4 无机化学
σ键：原子轨道以“头碰头”的形式重 叠 所形成的键 x x σ s-s σ s-p x σ p-p 对键轴(x轴)具有圆柱形对称性 σ电子：形成σ键的电子
2012-9-4 无机化学
π键：原子轨道以“肩并肩”的形式重 叠 所形成的键 z z 对xy平面具有反对称性 即重叠部分对xy平面
2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学6111molclh431kjmol1clg29815k标准态2hg29815k标准态436kjmol12012117无机化学611498kjmol1ohg428kjmol1ohdhohdoh2463kjmol1167kjmol1247kjmol12012117无机化学612612918clcl1988cl1274brbr2284br1408cc金刚石乙烷丙烷pm1541531541552012117无机化学pm154134120kjmol1356598813pm147132116kjmol1285616866pm1461251098kjmol11604189462012117无机化学6132012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学6212012117无机化学2012117无机化学3s3p3d3s3p3d2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学clcl2012117无机化学2012117无机化学xy2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学2s2p2s2p2012117无机化学6222012117无机化学2012117无机化学21210252104282107302109402119400931na2012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学631ch激发2s2s2p2p2012117无机化学6322012117无机化学2012117无机化学2012117无机化学sp2s2s2p2p激发sp杂化sp2pclclclbecl道含量轨道夹角类型分子构型实例180直线形直线形becl2012117无机化学sp道含量轨道夹角杂化轨道构型类型分子构型120正三角形2012117无机化学sp道含量轨道夹角杂化轨道构型类型分子构型120正三角形2p2s2s2p2p激发sp2012117无机化学sp道含量轨道夹杂化轨道构型类型分子构型10928正四面体2012117无机化学sp道含量轨道夹杂化轨道构型类型分子构型10928正四面体2s2s2p2p激发sp109282012117无机化学sp2s2p不等性sp2012117无机化学sp2s2p2012117无机化学杂化类型spsp杂化轨道构型直线形三角形四面体形杂化轨道中孤电子对数分子几何构型直线形三
大学无机化学课件分子结构
π对称：绕 x 轴旋转180°，形状不变，ψ符号改变。例如：原子轨道pz，py，dxy，dxz，dyz为π对称。
(3) 原子轨道线性组合的类型
例如： A+B→AB
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
－成键 －反键
① s – s 重叠
1s 原子轨道
1s 原子轨道
分子轨道
s1s *
s1s
②s – p 重叠
p – p 重 叠
③具有方向性：轨道最大重叠的方向。
8.2.2 共价键的类型
（1）σ键：两原子的成键轨道沿键轴（或两核间的连线）的方向，以“头碰头”的方式发生轨道重叠，轨道重叠部分是沿着键轴呈圆柱型对称，这样形成的共价键叫σ键。
＋
＋
x
＋
＋
x
—
＋
＋
x
—
—
s-s
px-s
px- px
（2）π键：两个原子轨道沿键轴的方向，通过键轴的一个平面侧面，以“肩并肩”的方式发生轨道重叠，轨道重叠部分垂直于键轴呈镜面反对称，在键轴上下对称的电子云密度最大，这样形成的共价键叫π键。
价键理论
01
共价键的类型
02
杂化轨道理论
03
价层电子互斥理论(自学)
04
分子轨道理论
05
键参数
06
8.2 共价键
共价键: 分子中原子间通过共用电子对结合而成 的化学键
H· + ·H = H:H
:Cl· + ·Cl: = :Cl:Cl:
:N· + ·N: = :N N:
④ 杂化轨道成键时，满足原子轨道最大重叠原理
⑤杂化轨道成键时，满足化学键间最小排斥原理。
(4) 小结：p226，表9-5
天津大学无机化学教研室《无机化学》复习全书(分子的结构与性质)
第6章分子的结构与性质6.1 复习笔记一、键参数1．键能（1）定义键能是指气体分子每断裂单位物质的量的某键（6.022×1023个化学键）时的焓变。
（2）特性①键能可作为衡量化学键牢固程度的键参数，键能越大，键越牢固；②对双原子分子，键能在数值上等于键解离能（D）；③多原子分子中若某键不止一个，则该键键能为同种键逐级解离能的平均值；④可通过光谱实验测定键解离能以确定键能，还可利用生成焓计算键能。
2．键长（L b）（1）定义键长是指分子内成键两原子核间的平衡距离。
一些双原子分子的键长如表6-1所示：表6-1 一些双原子分子的键长（2）特性①一个键的性质主要取决于成键原子的本性；②两个确定的原子之间，如果形成不同的化学键，其键长越短，键能就越大，键就越牢固。
③键长可以用分子光谱或X射线衍射方法测得。
3．键角（1）定义键角是指在分子中两个相邻化学键之间的夹角。
（2）特性①键角可以用分子光谱或X射线衍射法测得；②可以通过分子内全部化学键的键长和键角数据来确定这个分子的几何构型。
二、价键理论1．共价键（1）共价键的形成共价键是指原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。
（2）价键理论要点①两原子接近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键；②成键电子的原子轨道如能重叠越多，则所形成的共价键就越牢固（最大重叠原理）。
（3）共价键的特征①共价键具有饱和性；②共价键具有方向性。
（4）原子轨道的重叠①两个原子轨道以对称性相同的部分相重叠（正重叠）图6-1所示为原子轨道几种正重叠的示意图。
（a）s-s （b）p x-s （c）p y-p y（d）d xy-p y图6-1 原子轨道几种正重叠示意图②两个原子轨道以对称性不同部分相重叠（负重叠）图6-2所示为原子轨道几种负重叠的示意图。
（a）p x-p y（b）p x-s （c）p y-p y（d）p x-d xy图6-2 原子轨道几种负重叠示意图（5）共价键的类型①按是否有极性来分类：②按原子轨道重叠部分的对称性来分类：a．键若原子轨道的重叠部分，对键轴（两原子的核间连线）具有圆柱形对称性，所形成的键称为键。
无机化学天津大学06-3分子的几何构型课件
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系
自学指导(一)
看图复述课文内容
故事发生的时间、地点、人物、 事件的起因、经过和结果要复述 清楚。
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系
自学指导(二)
1、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象？从文 中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这 两个人物的。 2、从这个故事中你懂得了什么道理？
无机化学 第六章
分子的结构和性质
第六章 分子的结构和性质
第三节 分子的几何构型
第6.63章分分子子的的结几构何和性构质型 第6章 分子的结构和性质
6.3.1 价键理论的局限性
价键理论能较好地说明一些双原子分子价 键的形成 不能很好地说明多原子分子的价键形成和 几何构型
第6.63章分分子子的的结几构何和性构质型 第6章 分子的结构和性质
6.3.1 价键理论的局限性
如
CH4
按价键理论
C
激发
2p
2p
2s
2s
应形成四个不完全
相同的C－H 键。
′
与实际不符
实际测定→ 正四面体形
第6.63章分分子子的的结几构何和性构质型 第6章 分子的结构和性质
6.3.2 杂化轨道理论
杂化轨道理论的要点 原子成键时, 参与成键的若干个能级相近 的原子轨道相互“混杂”, 组成一组新轨道 (杂化轨道),这一过程叫原子轨道的“杂化” 有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道
杂化类型 sp杂化——１个s 轨道＋１个p 轨道
例 BeCl2
Be
激发
2p 2s
2p 2s
Cl
Be
Cl
无机化学第六章 分子结构
N2：N≡N （一条σ键，两条π键）
N的电子排布式： 1s2 2s2 2p3 (2px12py12pz1) 二个π键互相垂直
δ 键：两个原子相匹配的d轨道以“面对面”的 方式重叠所形成的键
C：1s22s22p2
2个未成对电子
价键理论
形成两条共价键
键角90°( 两条p轨道互相垂直)
形成4条等同的共价键(CH4)
2p 2s
2p
激发
2s
杂化
sp3
激发
基态
激发态
杂化态
与4个H的 1s 轨道成 键(σ)
化合态
Sp3杂化：
1个ns轨道和3个np轨道混合而成
3 1 s 成分和 p 成分 每个sp3杂化轨道： 4 4
可形成四条σ键 键角： 109°28′ 电子构型： 正四面体
键角104.5 °
H2O sp3杂化 为什么？ 不是正四面体
配位键与共价键的区别： 形成的过程不同
二、共价键理论
G. N Lewis ( 美国化学家，1875~1946） 8e或2e结构
× ×
.. .. .l. Cl C.
×× × ××
Lewis理论
Cl—Cl
无法解释
H—Cl
N≡N
共用 电子对
无法解释共价键的方向性
F F F
Cl
F
S
F
F F
Cl
P
Cl
Cl Cl F
1s—1s、2s—2s、2p—2p
可组成分子轨道
2s—2p 取决于轨道之间的能量差
从轨道能量角度看：
H1s Cl3p O2p Na3s HCl 共价键（E相近） E1s = -1313 kJ· -1 mol E3p = -1259 kJ· -1 mol E2p = -1322 kJ· -1 mol E3s = -502 kJ· -1 mol
天津大学无机化学课件0绪论52页PPT文档
(介观)
宏观
由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理 论并用理论指导实践，进而开创新的研究。
哪些是关键性的问题呢？
化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之，
化学已成为中心科学，与21世纪科学）都有关。
8
1、化学研究的对象
原子 atom
5
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3 怎样学习化学
6
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
化学研究的物质 一般是指实物
具体地 说物质 包括实 物和场
具有静止质量、体积、占有空间的
实物 物体。如书桌、铁、木材、水、空
气等。
场 没有静止质量、体积、不占有空间。
如电场、磁场、光、声音。
7
物质结构层次：
质子
夸克
原子核
中子 电子
原子 (离子)
纳米 材料
宇宙
(宇观)
分子
单质 化合物
星体
微观 当今化学发展的趋势大致是:
2）化学物质（chemical substance） 不包括物质的另 一基本形态---场。化学研究的是以间断形式存在的物质形 态，而场是以连续形式存在的物质形态，属物理学的研究 范畴。
3）组成（form）包括定性组成和定量组成。弄清物 质的定性组成应确证它含有哪些元素，物质的定量组成包 括各元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。
1学时 3学时
无机化学课件：第6章 化学键与分子结构
（2）AXm共价分子的几何构型取决 于中心原子A的价电子层电子对数(包 括成键电子对和未成键的孤电子对)。
AXmLn分子的几何构型与价层电子对 的排布方式见下表：
r r r r Li (60Pm) Mg2 (65Pm) Na (95Pm) Ca2 (99Pm)
6.1.4 晶格能
晶格能是指相互远离的气态正离子 和负离子结合成1 mol离子晶体时所释放 的能量。以符号U表示。
mMn+(g) + nXm-(g) U
MmXn(s)
晶格能不能直接测定，需要用实验方 法或理论方法估算。
（4）杂化轨道成键时满足最大重叠原 理。杂化轨道的电子云角度分布更为集 中，方向性更强，可使成键时重叠部分 面积增大，则形成的键更稳定。
（5）杂化轨道在空间的伸展要满足相 互间的排斥力最小，使形成的分子能量 最低。
杂化轨道的类型与分子的空间构型小结
杂化轨道类型 sp
sp2 sp3 不等性sp3
参加杂化的轨道 s+p s+(2)p s+(3)p s+(3)p
（3）等性杂化和不等性杂化。形成的 几条杂化轨道中含有的s、p、d等成分 完全相同，这样的杂化轨道称为等性杂 化轨道。由于有孤电子对占据杂化轨道 而产生不完全等同的杂化轨道的过程称 为不等性杂化。
如：BF3中的B，采用sp2等性杂化 CH4中的C，采用sp3等性杂化 H2O中的O，采用sp3不等性杂化
920 770 733 683 4147 3557 3360 3091
992 3.2 801 2.5 747 <2.5 662 <2.5 2800 5.5 2576 4.5 2430 3.5 1923 3.3
6.2 共价键理论
无机化学 第六章 分子结构
随堂练习：
2.请应用现代价键理论合理地解释乙炔的成键情况,有几个σ
键?几个π 键?
HC≡CH
乙炔
随堂练习：
3.试用杂化轨道理论解释下面问题： （1） NH3、H2O 的键角为什么比 CH4 小？CO2 的键角为何是
180°？乙烯为何取120 °的键角？
（2）在 sp2 和 sp 杂化轨道中，是否也存在不等性杂化？ 各举一例！ 例如 SO2 和 CO
新轨道叫杂化轨道。
（线性组合）
（2）杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的数（遵循原则）
二、杂化轨道理论
1.杂化轨道理论基本要点
（3）杂化轨道在空间的伸展方向是尽可能取最大夹角，一般取对称
形，这样排斥力最小，形成的分子体才系稳定（数学理想建模）
杂化轨道的数目 理想模型 空间的最佳排布
直线型 正三角型 正四面体
一、价键理论（电子配对理论）VB法 3.共价键的特征 a.饱和性
基态原子的未成对电子数是一定的,因此它能形成的共价 键数 也是一定的。 3p 例如：N : 1S22S22P3
N: 1s 2s
3个单电子
2Px
2Py 2Pz
NH3分子的成键过程
一、价键理论（电子配对理论）VB法 3.共价键的特征： b.方向性
bonds (C).The hybride orbital considered were sp,sp2,sp3.
Bonds where the electron density is symmetrical about the bond axis are called sigma (σ) bonds; bonds in which the electron density is not symmetrical about the bond axis are called pi(π)bonds .
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无机化学
Inorganic Chemistry
绪论 1学时 第一章 化学反应中 的质量关系和能量 关系（3学时）
目 录
第二章 化学反应的 方向、速率和限度 （8学时）
第三章 酸碱反应和 沉淀反应（7学时）
§1 化学中的计量 §2 化学反应中的质量关系 §3 化学反应中的能量关系
1学时 1学时 1学时
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
20/51
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。21/51
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。
§1 镧系元素和锕系元素该素 §2 稀土元素
6/51
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3பைடு நூலகம்怎样学习化学
7/51
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
36/51
（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元 1500年）
➢ 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五 行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得 无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有 较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是 三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹 实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。
1学时 3学时 4学时
Inorganic Chemistry
绪论 1学时 第一章 化学反应中 的质量关系和能量 关系（3学时）
目 录
第二章 化学反应的 方向、速率和限度 （8学时）
第三章 酸碱反应和 沉淀反应（7学时）
§1 化学中的计量 §2 化学反应中的质量关系 §3 化学反应中的能量关系
1学时 1学时 1学时
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
20/51
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。21/51
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。
§1 镧系元素和锕系元素该素 §2 稀土元素
6/51
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3பைடு நூலகம்怎样学习化学
7/51
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
36/51
（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元 1500年）
➢ 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五 行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得 无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有 较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是 三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹 实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。
1学时 3学时 4学时
无机化学天津大学06-2价键理论课件
第6.62章价分键子理的结论构和性质
第6章 分子的结构和性质
6.2.1 共价键 原子轨道重叠的对称性原则
当两原子轨道以对称性不同的部分(即”+”
与”-”)重叠，原子间的概率密度几乎等
于零，难以成键
+_+
+_
+ _+
+
p_x-
s
+
_
px- px
_+
py- py
_+_
ddxxyy--ppyy
第6.62章价分键子理的结论构和性质
所形成的键
x
x
σ s-s
σ s-p
对键轴(x轴)具有圆柱形对称性 σ电子：形成σ键的电子 x σ p-p
第6.62章价分键子理的结论构和性质
第6章 分子的结构和性质
6.2.1 共价键
π键：原子轨道以“肩并肩”的形式重
叠 z 所z形成的键对xy平面具有反对称性
yy π pz-pz
即重叠部分对xy平面 x 的上、下两侧，形状
第1章 化学反应中的质量关系和能量关系
• 1、正视自己的长处，扬长避短， • 2、正视自己的缺点，知错能改， • 3谦虚使人进步， • 4、人应有一技之长， • 5、自信是走向成功的第一步， • 6强中更有强中手，一山还比一山高， • 7艺无止境 • 8、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，刻苦
训练才能有所收获，取得成效。 • 9、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视； • 10、智者超然物外
相同、符号相反
π电子：形成π键的电子
第6.62章价分键子理的结论构和性质
第6章 分子的结构和性质
6.2.1 共价键
价键结构式 ··
天津大学无机化学课件：第6章 原子结构与周期表
14
Bohr 的氢原子模型 3. 当电子的能量由一个能级改变到另一个能级，称为跃
迁。跃迁所吸收或辐射光子的能量等于跃迁前后能 级的能量差：ΔE = hν = E后 –E前 普朗克常量 h = 6.626×10-34 J·s， ν是光子频率。
4. 电子尽可能处于能量最低的轨道 受到外界能量激发时可以跃迁到 离核较远的。能量较高的轨道上
13
基于普朗克的量子论、爱因斯坦的光子论、 卢瑟福的有核模型
二、玻尔(Bohr)的氢原子模型
1. 电子沿固定轨道绕核运动，轨道具 有固定的能量。轨道能量称为能级
E
13.6 n2
eV
主量子数 n = 1, 2, 3,…
n =1 时能量最低，为基 态，其它能量较高的状 态都称为激发态。
2. 不吸收也不辐射能量，称为 定态。
•Bohr运用量子化观点，成功地解释了氢原子的稳定性和不 连续光谱。但未能冲破经典物理学的束缚，不能解释多电子 原子光谱，甚至不能说明氢原子光谱的精细结构。Bohr理论 属于旧量子论。电子等微观粒子的运动不遵守经典物理学规 律，必须用量子力学方法来描述。
15
6-2 微观粒子运动的特殊性 一. 微观粒子的波粒二象性
每次到达底片的位置是随机的，多次重 复以后，底片某个位置上电子到达的概 率就显现出来。
19
(1)电子质量m = 9.1×10-31kg，在1V电压下的速度为5.9×105 m·s1，h=6.626×10-34 J·s ，电子波的波长是多少？
⑵ 质量1.0×10-8kg的沙粒以1.0×10-2 m·s-1速度运动，波长是多 少？
33
(4)自旋量子数ms，ms = 1/2, 表示同一轨道中电子的二 种自旋状态，即自旋相反的状态，称为平行自旋，方 向相反称反平行自旋。
Bohr 的氢原子模型 3. 当电子的能量由一个能级改变到另一个能级，称为跃
迁。跃迁所吸收或辐射光子的能量等于跃迁前后能 级的能量差：ΔE = hν = E后 –E前 普朗克常量 h = 6.626×10-34 J·s， ν是光子频率。
4. 电子尽可能处于能量最低的轨道 受到外界能量激发时可以跃迁到 离核较远的。能量较高的轨道上
13
基于普朗克的量子论、爱因斯坦的光子论、 卢瑟福的有核模型
二、玻尔(Bohr)的氢原子模型
1. 电子沿固定轨道绕核运动，轨道具 有固定的能量。轨道能量称为能级
E
13.6 n2
eV
主量子数 n = 1, 2, 3,…
n =1 时能量最低，为基 态，其它能量较高的状 态都称为激发态。
2. 不吸收也不辐射能量，称为 定态。
•Bohr运用量子化观点，成功地解释了氢原子的稳定性和不 连续光谱。但未能冲破经典物理学的束缚，不能解释多电子 原子光谱，甚至不能说明氢原子光谱的精细结构。Bohr理论 属于旧量子论。电子等微观粒子的运动不遵守经典物理学规 律，必须用量子力学方法来描述。
15
6-2 微观粒子运动的特殊性 一. 微观粒子的波粒二象性
每次到达底片的位置是随机的，多次重 复以后，底片某个位置上电子到达的概 率就显现出来。
19
(1)电子质量m = 9.1×10-31kg，在1V电压下的速度为5.9×105 m·s1，h=6.626×10-34 J·s ，电子波的波长是多少？
⑵ 质量1.0×10-8kg的沙粒以1.0×10-2 m·s-1速度运动，波长是多 少？
33
(4)自旋量子数ms，ms = 1/2, 表示同一轨道中电子的二 种自旋状态，即自旋相反的状态，称为平行自旋，方 向相反称反平行自旋。
大学无机化学《分子结构》 ppt课件
19
sp3杂化轨道示意图
CH4分子的空间结构
ppt课件
20
④ sp3d2杂化 1 ns + 3 np + 2 nd 6 sp3d2 六个sp3d2杂化轨道指向正八面体的六个顶点 sp3d2杂化轨道间的夹角 = 180或90
ppt课件
21
3p 3s
激发态
激发
SF6分子形成
杂化
3d
sp3d2杂化态
② 杂化前后轨道数目不变。
③ 杂化轨道可分为等性和不等性杂化轨道。 采用sp3杂化轨道成键的分子，其空间构型可 能为四面体型，V型或者三角锥型。
③ 单电子键 (如 H2+p)p,t课O件 2具有磁性
6
1927年, Heitler 和 London 应用量子力学研究 H2分子结构, 初步解答了共价键的本质.
1930年, Pauling 和 Slater 等发展出现代价键 理论(电子配对理论)、杂化轨道理论、 价层电子对互斥理论
1932年, 美国化学家密立根和德国化学家洪特 提出分子轨道理论
ppt课件
10
8.2.2 共价键的类型
（1）σ键：两原子的成键轨道沿键轴（或两 核间的连线）的方向，以“头碰头”的方式 发生轨道重叠，轨道重叠部分是沿着键轴呈 圆柱型对称，这样形成的共价键叫σ键。
＋＋
x
s-s
—
＋＋
x
px-s
—
＋＋
—
x
ppt课件
px- px
11
（2）π键：两个原子轨道沿键轴的方向，通过键轴的
另一方有空轨道。
例：NH
4
H
HNH
H
BF4
CO
2024版大学无机化学完整版ppt课件
离子键。
离子晶体的结构
02
离子晶体中正负离子交替排列，形成空间点阵结构，具有高的
熔点和沸点。
离子键的强度
03
离子键的强度与离子的电荷、半径及电子构型有关，电荷越高、
半径越小，离子键越强。
12
共价键与分子结构
2024/1/29
共价键的形成
原子间通过共用电子对形成共价键，共价键具有方向性和饱和性。
分子的极性与偶极矩
大学无机化学完整版ppt课件
2024/1/29
1
目录
2024/1/29
• 无机化学概述 • 原子结构与元素周期律 • 化学键与分子结构 • 化学反应基本原理 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与超分子化学简介
2
01
无机化学概述
Chapter
2024/1/29
反应机理
基元反应和复杂反应、反应机理的推导和表示 方法
反应速率理论
碰撞理论、过渡态理论和微观可逆性原理
2024/1/29
影响反应速率的因素
浓度、温度、催化剂和光照等外部条件对反应速率的影响
18
05
酸碱反应与沉淀溶解平衡
Chapter
2024/1/29
19
酸碱反应概述
酸碱定义及性质
介绍酸碱的基本概念、性质和分类，包括阿累尼乌斯 酸碱理论、布朗斯台德酸碱理论等。
配位化合物的组成 中心原子或离子、配体、配位数、配位键等。
配位化合物的分类
3
根据中心原子或离子的性质可分为金属配位化合 物和非金属配位化合物；根据配体的性质可分为 单齿配体和多齿配体等。
2024/1/29
28
无机化学分子结构课件
分析酸碱分子的结构特点，讨论结构与酸碱强度 之间的关系。
3
酸碱反应机理
详细介绍酸碱中和反应的机理，包括质子的转移 和电子的重新排布等。
氧化还原反应与分子结构关系
氧化还原反应基本概念
解释氧化数、氧化态、氧化还原电对等基本概 念。
氧化还原反应与分子结构
探讨分子结构对氧化还原反应活性和选择性的 影响。
氧化还原反应机理
离子晶体的结构类型
包括简单离子晶体（如NaCl）、复杂离子晶体（如CsCl、CaF2） 等。
金属晶体结构
金属键的形成
自由电子与金属离子间的相互作用形成金属键，构成金属晶体。
金属晶体的特性
良好的导电性、导热性、延展性和塑性。
金属晶体的结构类型
包括简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积等。
共价晶体结构
分子构型
甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，呈正四面体构 型。
键合方式
甲烷分子中，碳原子与氢原子之间通过共价键连接。
物理性质
甲烷在常温下为无色、无味的气体，难溶于水。
化学性质
甲烷是一种稳定的烷烃，不易发生化学反应。但在特定条 件下，如高温或催化剂作用下，可以发生裂解反应生成碳 和氢气。
氯化氢分子结构及其性质
疏水相互作用和π-π堆积作用
疏水相互作用的定义
疏水相互作用是非极性分子之间 的一种相互吸引力，它是由于非 极性分子在水中相互聚集以降低 体系能量的结果。
π-π堆积作用的定义
π-π堆积作用是芳香环之间的一 种相互吸引力，它是由于芳香环 中π电子的离域作用而产生的。
疏水相互作用和π-π 堆积作用的影响
分子构型
氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成， 呈三角锥形构型。
3
酸碱反应机理
详细介绍酸碱中和反应的机理，包括质子的转移 和电子的重新排布等。
氧化还原反应与分子结构关系
氧化还原反应基本概念
解释氧化数、氧化态、氧化还原电对等基本概 念。
氧化还原反应与分子结构
探讨分子结构对氧化还原反应活性和选择性的 影响。
氧化还原反应机理
离子晶体的结构类型
包括简单离子晶体（如NaCl）、复杂离子晶体（如CsCl、CaF2） 等。
金属晶体结构
金属键的形成
自由电子与金属离子间的相互作用形成金属键，构成金属晶体。
金属晶体的特性
良好的导电性、导热性、延展性和塑性。
金属晶体的结构类型
包括简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积等。
共价晶体结构
分子构型
甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，呈正四面体构 型。
键合方式
甲烷分子中，碳原子与氢原子之间通过共价键连接。
物理性质
甲烷在常温下为无色、无味的气体，难溶于水。
化学性质
甲烷是一种稳定的烷烃，不易发生化学反应。但在特定条 件下，如高温或催化剂作用下，可以发生裂解反应生成碳 和氢气。
氯化氢分子结构及其性质
疏水相互作用和π-π堆积作用
疏水相互作用的定义
疏水相互作用是非极性分子之间 的一种相互吸引力，它是由于非 极性分子在水中相互聚集以降低 体系能量的结果。
π-π堆积作用的定义
π-π堆积作用是芳香环之间的一 种相互吸引力，它是由于芳香环 中π电子的离域作用而产生的。
疏水相互作用和π-π 堆积作用的影响
分子构型
氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成， 呈三角锥形构型。
高校无机化学分子间力和氢键(天津大学第四版)讲义
6.5 分子间力和氢
键
6.5.2 分子间力
影响分子间力的因素 分子间距离：分子间距离越大，分子间 力越弱 取向力：温度越高，取向力越弱 分子的偶极矩越大, 取向力越强 诱导力： 极性分子的偶极矩越大 诱导力越强 非极性分子的极化率越大 色散力：分子的极化率越大, 色散力越强
6.5 分子间力和氢
键
缔合
(HF)n
6.5 分子间力和氢
键
6.5.1 分子的极性和变形性
分子的极性 产生： 每个分子都由带正电的原子核和带 负电的电子组成，正负电荷数量相等, 整个分子是电中性的。 如果分子的正电荷中心和负电荷中 心不重合在同一点上,那么分子就具有极 性。
6.5 分子间力和氢
键
6.5.1 分子的极性和变形性
分子的极性
6.5 分子间力和氢
键
6.5.2 分子间力
分子间力的存在 非极性分子与非极性分子之间
_ + _ + + _ + _
_ _ + + _ + _ +
分子间由于瞬时偶极所产生的作用力 ——色散力
6.5 分子间力和氢
键
6.5.2 分子间力
分子间力的存在 非极性分子与极性分子之间 1. 非极性分子在极性分子固有偶极作用 下，发生变形，产生诱导偶极，诱导偶极 与固有偶极之间的作用力称为诱导力。 2. 由于电子与原子核的相对运动，极性 分子也会出现瞬时偶极，所以非极性分子 与极性分子之间也存在色散力。
键
6.5.2 分子间力
分子间力的存在 极性分子与极性分子之间 1. 极性分子相互靠近时，发生定向极化， 由固有偶极的取向而产生的作用力称 为取向力 2. 极性分子定向极化后，会进一步产生 诱 3. 导偶极，存在诱导力 存在色散力
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++ __
py-py
无机化学
_++ +_ _
dxy-py
14
原子轨道重叠的对称性原则 只有当原子轨道对称性相同的部分重叠，
原子间的概率密度才会增大,形成化学键
当两原子轨道以对称性不同的部分(即”+” 与”-”)重叠，原子间的概率密度几乎等 于零，难以成键
+_+
+_
+ _+
+
p_x-
s
+
_
p - p 30.10.2020 xx
D (H－OH) = 498 kJ·mol-1 OH(g) → H(g) + O(g)
D (O－H) = 428 kJ·mol-1 E (O－H)={D (H－OH)+D (O－H)}/2=463kJ·mol-1
同一种键在不同分子中,键能大小可能不同
N2O4(g)中 N2H4(g)中
30.10.2020
使体系能量降低，形成共价键
30.10.2020
无机化学
10
价键理论(电子配对法)要点
两原子靠近时，自旋方向相反的未成 对的价电子可以配对，形成共价键
成键电子的原子轨道重叠越多，形成 的共价键越牢固——最大重叠原理
30.10.2020
无机化学
11
共价键特征
饱和性:原子有几个未成对的价电子, 一般
只能和几个自旋方向相反的电子配对成键
_ ++
+
_
+ 不能成键
30.10.2020
_+ +
无机化学
能成键
13
原子轨道的重叠
原子轨道重叠的对称性原则 只有当原子轨道对称性相同的部分重叠，
原子间的概率密度才会增大,形成化学键
当两原子轨道以对称性相同的部分(即“+” 与“+”、“－”与“－”)重叠
++
s-s
_ ++
p -s x 30.10.2020
叠
所形成的键
x
x
σ s-s
σ s-p
x
σ p-p
对键轴(x轴)具有圆柱形对称性
σ电子：形成σ键的电子
30.10.2020
无机化学
17
π键：原子轨道以“肩并肩”的形式重
叠
所形成的键
zz
对xy平面具有反对称性
yy
π pz-pz
30.10.2020
即重叠部分对xy平面 x 的上、下两侧，形状
相同、符号相反
I－I
266.6 H－I
160.8
同一种键在不同分子中,键长基本是个定值
键 C－C 金刚石 乙烷 丙烷
Lb/pm 154 153 154 155
30.10.2020
无机化学
5
键长越短，键能越大，化学键越牢固
键
C－C C=C C≡C
No Lb/pm
E /kJ·mol-1 键
154 356 N－N
134 598 N=N
π电子：形成π键的电子
无机化学
18
例 N2
价键结构式 ··
:N—N: ··
分子结构式
N≡N 或
:N≡N:
30.10.2020
化学键示意图
πz πy
N σx N
无机化学
19
δ键：两个原子相匹配的d轨道以“面对 面”的方式重叠所形成的键
No Image
30.10.2020
无机化学
20
配位共价键
含义：凡共用电子对由一个原子单方面
_+
py- py
无机化学
_+_
ddxxyy--ppyy
15
共价键的类型
按键是否有极性分：
共价键
极性共价键
强极性键:如 H－Cl 弱极性键:如 H－I
非极性共价键:如 H－H、Cl－Cl
按原子轨道重叠部分的对称性分：
σ键、π键、δ键
30.10.2020
无机化学
16
σ键：原子轨道以“头碰头”的形式重
120 813 N≡N
Image Lb/pm
E /kJ·mol-1 键
146 160 C－N
125 418
C=N
109.8 946
C≡N
Lb/pm E /kJ·mol-1
30.10.2020
147
132
285
616
无机化学
116
866
6
6-1-3 键角
键角:在分子中两个相邻化学键之间的夹角
V形
′
直线形
D (N－N) = 167 kJ··mol-1
无机化学
4
6-1-2 键长(Lb)
键长：分子内成键两原子核间的平衡距离
键
H－H Cl－Cl
Lb/pm
键
17948.0.68-1-2键HH－－长FCl
Lb/pm 91.8 127.4
Br－Br 228.4 H－Br 140.8
30.10.2020
无机化学
9
6-2-1 共价键
共价键的形成——以H2为例
实验测知: H2 核间距＝74pm H 玻尔半径＝53pm
说明H2分子形成时：
d 74pm
成共键价电键子：的原轨子道间发由生于了成重键叠电，子使的核原间子形轨成道了
电子概率密度较大的区域，削弱了两核间的
正电排斥，重增叠强而了形核成间的电化子学云键对核的吸引，
提供所形成的共价键
形成条件 ：
1. 一个原子价层有孤电子对(电子给予体)
2. 另一个原子价层有空轨道(电子接受体)
例 CO
2s 2p
C
O
2s 2p
π配键→ ·· σ键
π键→
:C—O: ··
:C: O C = O
价键结构式
电子式 分子结构式 30.10.2020
例
N
N
2p
2p
N2 :N≡N:
在特定的条件下，有的成对的价电子能 被拆开为单电子参与成键
例S
3s 3p
3d
3s 3p
FF
[¨·S·] + ¨6[·F:] → F –\ S/ – F
¨ ¨ 30.10.2020
/\ F F 无机化学
3d
12
共价键特征
方向性:为满足最大重叠原理，成键时原 子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠
键能可衡量化学键的牢固程度
键能越大，化学键越牢固
对双原子分子，键能=键的解离能(D)
H2 (g)
29815K
标准态
2H(g)
E (H－H)=D =436kJ·mol-1
30.10.2020
无机化学
3
6-1-1 键能
对多原子分子, 键能=逐级解离能的平均值 H2O(g) → H(g) + OH(g)
′
三角锥形 30.10.2020
无机化学
正四面体形
7
无机化学多媒体电子教案
第六章 分子结构与性质
第二节 价键理论
30.10.2020
无机化学
8
共价键理论
现代价键理论是建立在量子力学
基础上的，主要有：
价键理论：认为成键电子只能在以化
学键相连的两原子间的区
域内运动 分子轨道理论：认为成键电子可以在
整个分子区域内运动
无机化学多媒体电子教案
第六章 分子结构与性质
第一节 键参数
30.10.2020
无机化学
1
键参数
表征化学键性质的物理量
如 键能、键长、键角
30.10.2020
无机化学
2
6-1-1 键能
键能：气体分子每断开1mol某键时的焓变
如
HCl (g)
29815K
标准态
H(g) + Cl(g)
E (H－Cl)=△H =431kJ·mol-1